自発的および酵素的水解におけるグリコシルカチオン対アリルカチオン
Phillip M Danby1, Stephen G Withers1
1Department of Chemistry, University of British Columbia , 2036 Main Mall, Vancouver, British Columbia V6T 1Z1, Canada.
Journal of the American Chemical Society
|July 25, 2017
まとめ
酵素によるプレニルとグリコシル移転反応は 驚くべき類似性を共有しています 研究者らは,グリコシド模倣剤として作用するバリエニルエーテルが,類似した動力学と移行状態で水解され,共通の酵素メカニズムが示唆されていることを発見した.
科学分野:
- 生物化学
- 酵素学
- 有機化学
背景:
- 酵素によるプレニルとグリコシル移転反応により,様々な機能を持つ分子が生成されます.
- 両方の反応タイプはディフォスファート活性化ドナーを使用し,カチオンの中間物質が含まれています.
- アリルイオンとオキシカルベニウムイオンは,これらの反応における重要なイオンである.
研究 の 目的:
- 酵素によるプレニルとグリコシル転送のメカニズム的関係を調査する.
- バリエニルエーサーをグリコシドの模倣剤として使用することを探求する.
- アリルグリコシドとヴァリエニルエーサーの水解運動と移行状態を比較する.
主な方法:
- グリコシド模倣体としてのヴァリエニルエーサーの合成
- アリルグリコシドとヴァリエニルエーサーの自発性水解速度定数の測定
- 活性化エンタルピー,エントロピー,および二次運動同位体効果 (KIEs) の決定.
- バリエニルエーテルに対する酵素活性に対するβ-グルコシダースライブラリのスクリーニング.
- 選択されたβ-グルコシダースの詳細な酵素分析
主要な成果:
- 自発的水解速度の定数,活性化パラメータ,および二次的なKIEは,アリルグリコシドとヴァリエニルエーテルではほぼ同一であった.
- 100以上のβ-グルコシダースがスクリーニングされ,そのいくつかはバリエニルエーテルに対する触媒活性を示した (kcatは最大20s−1).
- ヴァリエニルエーサーの酵素水解は,グリコシドと非常に類似したメカニズムと移行状態を経て進行した.
結論:
- ヴァリエニルエーターは,酵素水解の研究において,グリコシドの効果的なミミクとして機能する.
- 動力学と移行状態で観察された類似性は,これらの酵素反応の共通のメカニズム的基礎を示唆する.
- 酵素はヴァリエニルエーテルに対する触媒的活性を示し,プレニルとグリコシル転送経路の間の潜在的な進化的リンクを示しています.
- サイクリトールエーサーの低酵素分裂率は,固有の反応性の違いよりも,酵素の特化によるものであろう.
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